Паровик из двс - практика

Вступление. Не раз на форуме было предложение переделки двс в паровик для домашней мини тец. Но все кончалось на дискуссиях. Так как знакомый подогнал движок, 1.1 литра фиатовский, то решил поиграться в механика..

Как известно всем - распредвал в четырехтактным двс крутится два раза медленней коленвала - исправим, выточим переходник для звездочки коленвала на месте штатной звездочки, подберем ремен из промышленных. Как бы не странно - ремен с нужным количеством зубов был (был 104 зуба, нужно было 92 с таким же модулем), все подошло.

Потом пришло время распредвала. Фазы нужны примерно такие 60 градусов впуск, 120 рабочий, 180 выпуск. Тут я схитрил. Так как в 4 цилидровом движке 1 и 4, 2 и 3 поршня работают синхронно, соединил впуск 2 и 3 цилиндра, заглушил втулки клапанов и использовал выпускные клапана для газораспределения. Так как порядок работы 4 цилиндрового двс 1-3-4-2, то между выпускными клапанами 3 и 2 как раз нужные 180 градусов, только длительность фаз не такая ну и цилиндры разделены. Как и нужно было ожидать валик после наварки чуток повел, но 2 вечера, 3 листа наждачки нулевки (400 600 800 номера) и все снова крутится одним пальцем. Попутно заменил пружину клапанов на боле мягкие. Также вышло что вместо планки между вторым и третьим цилиндром можно ставить трубчатый теплообменник для подогрева рабочего газа. Чуток кпд поднимется.

Пока что переделал только 2 и 3 цилиндр, так как возможно будет не паровик, а двигатель эриксона: http://www.moteurericsson.com/theorie.php http://www.proepowersystems.com/PROEHOME.HTM

По сути тот же стирлинг, только открытого цикла и без потер на мертвый объём, но с клапанами. Тогда нужно будет сделать из 1 или 4 сделать компрессор а в другом вынуть поршень для уменьшения потерь и возможно сниму по одному компрессорному кольцу в каждом поршне и заменю кольца на тефлоновые в компрессоре.

Если с эриксоном не получится будем думать про паровик

ПС. как мне говорил механик вазовские движки имеют схожую систему распредвала.

 

Остальные фото. Продолжение следует - испытания на сжатом воздухе.

Ну и в добавок - как генератор думая сделать подобие дискового генератора на маховике на постоянных магнитах, как делают на ветряки. Будет выше кпд. У авто гены он только 55-65% оказывается...

И сама цель проекта - мини тэц на 300-400 ватт при 1200-1500 оборотов.

 

Класс, замечательная тема, буду за ней следить.

Особо понравилась идея попробовать до паровика сделать двигатель эриксона. Думаю этот вариант, для движка будет более щадящим, можно будет оставить систему смазки прежнуюю.
Т.к. у паровика, именно с смазкой проблема - превращается в пульпу. Да и сам паровой котел, очень опасная вещь.

Добавить в тему особо нечего - по моему все делается пока правильно.

 

Спасибо. Да, эриксон именно из за смазки и простоты - просто добавь тепла.

Но если и будет паровик, то думая не на воде а на жидкости типа ацетона/толуола. Там добавится огнеопасность, не ясно как будет с сальниками в парах растворителя, за то просто отделит от масла.

Тем кто не в теме - разговор про такое устройство:



Компрессор с поршнем малого диаметра, рабочий поршень диаметром до 2-3 раз больше и нагреватель между ними. Рабочее давление порядка 3-4 атмосфер. Цикл аналогичный регенеративному циклу газовой турбины с внешним подводом тепла.

 

Ацетон это конечно жестко. Может и детонация получиться. Тогда уж лучше что-то смазущее использовать (может испарять масло, парафин). Но дело в том, что поршня не дадут нужной герметичности, есть опасность, что будет попадать воздух. Опасно.

Если делать Эриксон, можно одним давление нагонять, а 3мя снимать мощность. Попробуй в начале вместо нагнетающего, использовать обычный компрессор. Интересно, что получиться. А можно и все цилиндры делать сразу под паровик, меньше будет переделок, на входе краб можно будет оставить и в него дуть. А для варианта с эриксоном, поставить отдельно на вал компрессор, например парочку с камаза. (тут нужно по воздуху посчитать)

Блин, очень интересно

 

Это все конечно хорошо, но тогда будут заморочки с валиком. Тут в идеале нужно делать из трех цилиндрового с валиком по спец заказе с двух ступенчатым расширением и промежуточным подогревом и компрессором 2-3 раза меньшим.

Мысля была переделать 4 цилиндр как первую ступен расширения, но это будет вторым этапом. Пока думаю как сделать легкие клапана для компрессора.

А все четыре неохота делать из за излишней добавки мертвого объёма, так как 1 и 4 цилиндры на значительном расстоянию. Если изначальная идея заработает - будет двигатель внешность сгорания изготовленный на коленке, без сложных переделок.

 

А меню был новый год Подобрал у знакомых такой прекрасный теплообменник из кислотостойкой нержи. . Только не знаю кем он будет - рекуператором или основным. Для основного нужно удалить оболочки и по мне поверхность слишком мала будет. Как рекуператор на выхлоп для прогрева воздуха после компрессора выхлопом - подходит супер.

Ну и инфо изобретателям. Покопался в литературе газовых турбин - там используют влажную компрессию для поднятия мощности. По сути впрыск воды в поток воздуха перед компрессором. Итого компрессия изотермическая, выше кпд и до 20-30% выше мощность. Такой парогазовый цикл, без конденсации и проблем со смазкой

 

@staska, расскажите же о результатах, пожалуйста!

 

Нулевой. И работало только на воздухе. С паром - нужно как со смазкой думать. Делаю стирлинг по мотивам: https://peterlynnhimself.com/LSM_14.php

 

Я поизучал стирлинги, фирмы много времени и средств вбухали в этот двигатель, но есть в нем несколько узких мест из-за которых мы до сих пор ездим на ДВС. Не смогли они приблизиться к ресурсу ДВС...
Если на воздухе работало, то и на пару должно работать!
Система смазки на мой взгляд вполне подходит и для парового двигателя ведь при работе в качестве ДВС продукты сгорания тоже содержат водяные пары. Просто сам двигатель нужно немножко подогревать, чтобы минимизировать конденсацию пара. Пар лучше использовать перегретый, а не насыщенный. Можно применить сепарацию масла и отделять воду (это уже скорее как крайняя мера).
Водяную рубашку двигателя можно использовать как раз для подогрева (так на паровых двигателях и делали), перегретый пар от парогенератора сначала пропускать через рубашку охлаждения, а потом уже во впускной коллектор, тогда конденсации пара практически не будет и масло останется чистым. Можно еще свежий пар прогнать на подогрев картера, тогда вода из масла (если она все-таки попадет) будет выпариваться. Допустим если пар будет с давлением 5 атм, то его температура будет не менее 150градС (можно и больше перегреть). Масло до 200град думаю выдержит, а вода выпарится.
Гораздо больше проблем будет с загрязнением воды маслом, если её использовать в замкнутом цикле с конденсатором.

 

Никто и не спорит. Сама история показала где кому место. Паровик - передвижения и мощные стационарные установки. Стирлинги- установки мало мощности с простым обслуживанием. Прицепил с низу фотки дисков из которых буду делать теплообменник для стирлинга. Это только малая часть. Диски резаны из 8, черной стали. Жаропрочка будет потом.

У паровиков проблема из-за смывания смазки паром со стенок цилиндров. И образованием накипи из масла в самом котле. Паровик без смазки из тефлона сделать можно, но там сразу ограничение по максимальной температуре. А 200 градусов по кпд не супер.

 

Все многочисленные попытки потерпели крах. Известен только один положительный опыт, тефлоновая лента использовалась для уплотнения клапанов. Начальные параметры пара были далеки от экстремальных. Многие энтузиасты пара рекомендуют для этих целей обратить свой взор на PEEK http://www.victrex.com/ru/products/victrex-peek-polymers/victrex-peek-polymers.php.

Нет такой проблемы.

Точнее либо пена, либо угольные отложения. Зависит от конструкции котла. Но в целом это решаемо.
Ещё раз выкладываю ссылку на очень полезный источник информации по данному вопросу http://www.steamautomobile.com/lcc/SA.html Рекомендую.

 

А можно предложить концепцию? Например-крутим ветряком компрессор и качаем воздух в ресивер потом воздухом из ресивера крутим двигун.

 

чтобы крутить двигун нужно будет куча ветряков для компрессора. еще акб к системе. ето все не рентабельно.

проще тогда паровую турбину ставить. но паровые турбины дорогое удовольствие. а самому делать это надо немало литературы прочесть. мне самому надо либо турбину либо двигун на парах. чтобы переработанное масло было куда девать.

 

У стирлингов эти проблемы со смазкой вообще не решаемы.